第一单元 化学反应速率 第2课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 苏教版2019选择性必修1 压强对反应速率的影响的性质 2 浓度对反应速率的影响 1 知识导航 3 温度对反应速率的影响性质 4 催化剂对反应速率的影响性质 5 其他因素对反应速率的影响性质 知识导航 明·学习目标 1.通过实验探究浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。 2. 了解活化分子、活化能的概念。能用有效碰撞理论解释浓度、压强、温度对化学反应速率的影响。 3.认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。 引·新课导入 请你说说！ 化学反应速率受哪些因素的影响？试举出实例加以说明 在炎热的夏天，食物很容易变质，把食物放在冰箱里却可以保存更长的时间。汽油很容易燃烧，但是在常温下，汽油却能比较稳定地储存。洗衣粉加酶后去污效果更加好。其实，这些现象都与化学反应速率有关。今天，我们就一起来探究影响化学反应速率的因素。 引·新课导入 外因 内因 影响化学反应速率的因素 浓度 压强 温度 催化剂 接触面积 …… 反应物自身的性质（组成、结构和性质） 反应物自身的性质是影响反应速率的主要因素 01 浓度对反应速率 的影响 探·知识奥秘 一、浓度对反应速率的影响 1.浓度对反应速率影响的实验探究 （1）实验步骤： 向A、B、C三支试管中各加入2mL不同浓度的硫代硫酸钠溶液，浓度依次为0.1 mol·L-1、0.05 mol·L-1、0.01 mol·L-1，再同时各加入2 mL 0.2 mol·L-1稀硫酸，观察并比较试管中出现浑浊现象的快慢。 探·知识奥秘 一、浓度对反应速率的影响 （2）实验现象： 均出现浑浊，先后顺序为A、B、C （3）实验结论： c(Na2S2O3)增大，产生浑浊的速率加快 （4）规律总结： 其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。 1.固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率几乎无影响。 2.对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 注意 探·知识奥秘 2.碰撞理论 （1）内容： 反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。但是，不是每次碰撞都能发生反应。 （2）有效碰撞与无效碰撞： 能发生化学反应的碰撞为有效碰撞； 不能发生化学反应的碰撞为无效碰撞。 （3）发生有效碰撞的条件： ①分子足够高的能量； ②分子在一定的方向碰撞。 一、浓度对反应速率的影响 探·知识奥秘 一、浓度对反应速率的影响 （4）活化分子与活化能： 化学反应中能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差为活化能。 Ea是　 ；　　　　　　　 Ea′是 ；　　　　　　　　 Ea-Ea′是反应热。 正反应的活化能 逆反应的活化能 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越低，反应速率越小。 探·知识奥秘 3.基元反应 （1）概念 反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应。 实际上，许多化学反应往往不是一步转化为生成物的。 例：2HI（g） = H2 （g） + I2 （g） 第一步：I2 = 2I (基元反应） 第二步：H2+2I = 2HI (基元反应） （2）与反应速率的关系 每个基元反应都有对应的活化能，反应的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，化学反应速率越小。 一、浓度对反应速率的影响 探·知识奥秘 影响 外因 单位体积内 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化 分子数 增大反应物浓度 增加 增加 增加 加快 不变 普通分子 如何用碰撞理论解释浓度对速率的影响？ [问题探讨] 一、浓度对反应速率的影响 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 1．正误判断 析·典型范例 (1)活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 (2)化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞 (3)减小反应物的浓度，可降低单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数减少 (4)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大 (5)100 mL 2 mol·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变 × √ × × × A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 2．下列说法说法正确的是 (　　) A．反应物分子相互碰撞即能发生化学反应 B．活化分子之间的碰撞，一定可以发生化学反应 C．活化分子所具有的能量称为活化能 D．活化分子百分数越大，反应速率越大 析·典型范例 D A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 3．某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。下列有关叙述正确的是（　　） A. 该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 析·典型范例 C 02 压强对反应速率 的影响 探·知识奥秘 二、压强对反应速率的影响 对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。 1.气体模型 对于有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积减小，相当于增大反应物的浓度；减小压强，气体体积增大，相当于减小反应物的浓度。 探·知识奥秘 二、压强对反应速率的影响 影响 外因 单位体积内 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化 分子数 增大压强 (体积减小) 增加 增加 增加 加快 不变 ①缩小反应容器的体积 2.压强对速率的影响 探·知识奥秘 二、压强对反应速率的影响 ②反应容器的体积不变，充入无关气体 Ar分子 总气压增大 反应物浓度不变 速率不变 压强的改变必须引起浓度的改变，才能影响化学反应速率。 ③反应容器的压强不变，充入无关气体 总气压不变 反应物浓度下降 速率降低 Ar分子 探·知识奥秘 只有固体或纯液体参与的反应，改变压强是否影响反应速率？ 思考与讨论 压强改变对反应速率的影响适用于有气体参与的反应，对于固体、液体之间或在溶液中进行的反应而言，改变压强对它们体积的影响很小，因此可以忽略压强改变对反应速率的影响。 一、常见的分散系 二、压强对反应速率的影响 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 1．正误判断 析·典型范例 (1)无论任何反应，若增大压强，反应速率一定增大 (2)恒温条件下，密闭容器中发生全为气体的反应，若容器内总压强增大，则反应速率一定增大 (3)对有气体参加的化学反应，减小容器体积，使体系压强增大，可使单位体积内活化分子数目增大，化学反应速率加快 × × √ A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 2．在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是( ) A.2SO2(g)＋O2(g) = 2SO3(g) B.CO(g)＋H2O(g) = CO2(g)＋H2(g) C.CO2(g)＋H2O(l) = H2CO3(aq) D.Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq) = Fe(SCN)3(aq) 析·典型范例 D A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 3．反应N2(g)＋O2(g)=2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施能使该反应的反应速率减慢的是 (　　) A．缩小体积使压强增大 B．压强不变充入He使体积增大 C．体积不变充入He使压强增大 D．体积不变充入NO使压强增大 析·典型范例 B 03 温度对反应速率 的影响 探·知识奥秘 （1）实验步骤： 取3支试管，向试管中分别加入2mL 0.01mol/L酸性高锰酸钾溶液，再向试管中分别加入2mL 0.1 mol/L草酸溶液。将第一支 试管放入冰水中，第二支试管置于室温 下，第三支试管放入约80℃的热水中。 三、温度对反应速率的影响 1.温度对反应速率影响的实验探究 （2）实验现象： 溶液紫红色褪去所需时间长短：甲>丙>乙 （3）实验结论： 其他条件相同时，反应物的温度越高，反应速率越快。 探·知识奥秘 三、温度对反应速率的影响 影响 外因 单位体积内 活化 分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率 分子 总数 活化 分子数 升高温度 不变 增加 增加 加快 增加 升高温度 2.温度对反应速率的影响 探·知识奥秘 1.温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。 2.对于可逆反应，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，降低温度，正反应速率和逆反应速率均减小。 注意 三、温度对反应速率的影响 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 1．升高温度能加快化学反应速率的主要原因是 (　　) A．增加活化分子百分数 B．降低活化分子的能量 C．活化分子的能量明显增加 D．降低反应所需的能量 析·典型范例 A A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 2．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的主要因素是(　　) ①盐酸的浓度　 ②镁条的表面积 ③溶液的温度　 ④Cl－的浓度 A．①④ B．③④ C．①③ D．②③ 析·典型范例 C 04 温度对反应速率 的影响 探·知识奥秘 （1）实验原理：2H2O2 2H2O＋O2↑ （2）实验步骤：向A、B、C 3支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液再向试管中分别加入2~3滴洗涤剂。向试管A中加入2~3滴FeCl3溶液，向试管B中加入少量MnO2粉末，C试管留作比较用。 三、温度对反应速率的影响 四、催化剂对反应速率的影响 1.催化剂对反应速率影响的实验探究 探·知识奥秘 （2）实验现象： A、B两试管立即产生大量气泡，C试管产生气泡很慢。 （3）实验结论： FeCl3、MnO2对H2O2的分解都有催化作用，都能加快H2O2的分解。 （4）规律总结： 其他条件相同时，对于可逆反应，使用催化剂同等程度增大正逆反应速率。 三、温度对反应速率的影响 四、催化剂对反应速率的影响 探·知识奥秘 2.过渡态理论 四、催化剂对反应速率的影响 反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 探·知识奥秘 四、催化剂对反应速率的影响 3.催化剂对活化能的影响 使用催化剂改变了反应路径(即改变过渡态)降低了活化能，能量不足的分子就能变成活化分子，从而使有效碰撞的概率提高，反应速率增大。 使用催化剂→改变了反应的路径，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→反应速率加快 探·知识奥秘 四、催化剂对反应速率的影响 4.酶的催化作用 酶是一种特殊的、具有催化活性的生物催化剂，它存在于动物、植物和微生物中。与生命现象关系密切的化学反应大多是酶催化的。 (1)酶的催化原理 酶的催化作用是酶与反应物先形成中间化合物，然后中间化合物分解成产物并释放酶。 (2)酶催化的下特点 高效的催化活性；高度的选择性；特殊的温度效应。 探·知识奥秘 深化理解 四、催化剂对反应速率的影响 催化剂用于汽车尾气的净化 1.催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。 2.催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。 3.催化剂是改变化学反应速率最有效的手段之一。据统计，90%以上的化学工业涉及的化学反应都使用催化剂，使用催化剂可以带来巨大的经济效益。 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 1．下列关于催化剂的说法正确的是( ) A．催化剂能使不发生反应的物质发生反应 B．催化剂的化学性质在反应前后发生改变，但质量不变 C．催化剂能改变化学反应速率 D．任何化学反应都需要催化剂 C A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 2.某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A.反应过程b有催化剂参与 B.该反应为放热反应 C.升高温度，v正增大，v逆减小 D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 C 05 其他因素对反应 速率的影响 探·知识奥秘 五、其他因素对反应速率的影响 (1)增大反应物间的接触面积，反应速率会随之增大。固体物质的反应速率与表面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率就越快，故块状固体可通过研磨来增大表面积，从而加快化学反应速率。如在三氧化硫的吸收阶段，吸收塔里装填瓷环，增大气液接触面积，使气体的吸收速率增大。 (2)光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 探·知识奥秘 五、其他因素对反应速率的影响 还有哪些影响化学反应速率的因素？ · 粗锌制氢气 ·药物研制中使用特定溶剂 · 次氯酸的分解 光照 原电池 溶剂 电磁波、超声波 ·工业生产 [问题探讨] A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 1．用纯净的碳酸钙和稀盐酸反应制取CO2气体。下列措施对改变该反应的反应速率几乎没有影响的是 ( ) ①改用等浓度的硝酸与碳酸钙反应 ②增大反应体系的压强或减小反应体系的压强 ③改用相同质量的粉末状碳酸钙代替块状碳酸钙 ④改用含有相同H＋浓度的稀硫酸 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ A A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 2.将一定浓度的盐酸倒入装有块状碳酸钙固体的烧杯中，若作如下改变，其中能使最初的化学反应速率增大的是_______。 　 A.盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增加一倍 B.盐酸的浓度增大一倍，但盐酸的用量减少到原来的一半 C.盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的质量 D.盐酸和碳酸钙不变，增大压强 E.将块状CaCO3用CaCO3粉末代替 B、E　 影响化学反应速率的因素 浓度 压强 增大反应物的浓度，反应速率增大 压强的改变必须引起浓度的改变，才能影响化学反应速率 理·核心要点 反应物的温度越高，反应速率越快 温度 催化剂 其他 催化剂同等程度增大正逆反应速率 接触面积、超声波等 1．下列说法错误的是 （　 ） ①当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应 ②发生有效碰撞的分子一定是活化分子 ③活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 ④活化分子间每次碰撞都发生化学反应 ⑤能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量 ⑥活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量 A．①④　　　 B．③④ C．④⑤⑥ D．②⑤ 练·技能实战 B 2.一定温度下，用过量铁块与稀硫酸反应制取氢气，采取下列措施 ①将铁块换为等质量的铁粉　②加入少量NaNO3溶液　 ③将稀硫酸换为98%的硫酸　④加入少量水　⑤加热 其中可增大H2的生成速率的措施有（ ） A.①③ B.①⑤ C.②⑤ D.②④ 练·技能实战 B 练·技能实战 B 3.影响化学反应速率的因素主要分两类：内因和外因，下列反应速率的变化是由内因引起的是（ ） A.熔化的KClO3放出气体的速率很慢，加入少量二氧化锰后很快有气体产生 B.分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条，产生气体的速率有快有慢 C.锌粉与碘混合后，无明显现象，当加入几滴水时，立即有紫红色气体产生 D.氯气和氢气在常温下缓慢反应，在强光照射下发生爆炸 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 $$用量筒量取3毫升5%的过氧化氢溶液。将三毫升过氧化氢溶液加入到试管中。像剩余的两支试管，也分别加入三毫升过氧化氢溶液。往第一支装有过氧化氢溶液的试管中滴加两滴氯化铁溶液。观察现象。用药持续，少量二氧化锰粉末加入到第二支装有过氧化氢溶液的试管中。观察现象。对比观察三支试管实验现象。可以看到，在二氧化锰粉末和氯化铁溶液的催化下，过氧化氢溶液分解速率比不加催化剂时要快。在该实验中，二氧化锰氯化铁大大加快了过氧化氢的分解反应速率，它们是过氧化氢分解的催化剂。由实验可知，催化剂可加快化学反应速率。